JP3046671B2 - 繊維集合物 - Google Patents

繊維集合物

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、従来のポリエチレンを
接着成分とする熱接着性繊維を用いた不織布などより高
温使用に耐えるため、熱接着性繊維の適用が困難であっ
た空調用エアーフィルターなどに都合よく、さらに帯電
特性がポリエチレンよりも優れているため熱接着加工
時、エレクトレット加工すると優れたエレクトレット繊
維集合物となり、エアーフィルターもしくはワイパーと
して都合が良い繊維集合物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリブテン−1は融点が130℃以下で
あるが繊維化が困難で、特開昭56−15417号に芯
鞘型複合繊維の芯成分として知られているにすぎない。
【0003】
【発明が解決すべき課題】ポリブテン−1は他のポリオ
レフィンと異なる立体構造を持つため特異な結晶変態を
し、結晶化速度が遅く、溶融紡糸してドラフト中に冷風
で冷却しても集束すると繊維間で融着が起こり単繊維に
なりにくかった。また長い側鎖をもつため延伸性がわる
く、延伸操作をして高強力を得ることもできなかった。
しかしポリブテン−1は100℃を超える温度でも劣化
が少なく、連続使用に耐えるほか、帯電特性はポリエチ
レンよりも優れているのでエレクトレット加工して不織
布等の繊維集合物にすると空調用エアフィルターに都合
よく利用できることが期待できる。このためポリブテン
−1を他のα−ポリオレフィン例えばポリプロピレンの
ように効率よく生産し利用することが望まれていた。
【0005】
【発明が解決するための手段】本発明者らはポリブテン
−1(PB−1)はQ値を3未満とする分子量分布の狭
いポリマを選べば適切なバラス効果を持ち、温度依存性
の強い延伸性を示すことを知り、鋭意検討の結果、本発
明に至った。
【0006】また本発明に用いるPB−1は、繊維間の
融着防止のため、メルトインデックス(MI:g/10
分)が0.5<MI<15であり、15以上特に、20
以上であると融着しやすく好ましくなく、0.5以下で
あると複合紡糸が困難である。
【0007】また核剤としてクレーの微粉末等を使い結
晶化を促進することが好ましい。
【0008】すなわち本発明に用いる繊維はQ値(重量
平均分子量/数平均分子量の比)が3未満、メルトイン
デックス(MI:g/10分、測定温度190℃、加重
2.169kg、JIS−K−6760に準ず。)を
0.5<MI<15、密度(Dg/cm)を0.90
5≦D<0.930、融点(Tm℃)を115<Tm<
130とするポリブテン−1を鞘成分とし、融点(Tm
℃)が150≦Tm≦300の繊維成形性熱可塑性ポリ
マを芯成分としていることを特徴とする芯鞘型熱接着性
複合繊維である。
【0009】複合繊維の芯成分である繊維成形性熱可塑
性樹脂は、その融点(Tm℃)が熱接着性繊維として利
用する都合上PB−1の融点より20℃以上高い、即ち
150℃以上であるのが好ましく、溶融複合紡糸の都合
上300℃未満が好ましく、具体的にはポリプロピレ
ン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の
ポリエステル、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6
−10、MXD6ナイロン(商品名、三菱ガス化学株式
会社製)、ナイロン12等のポリアミドのホモポリマ
ー、共重合体およびグラフト変性体などが都合よい。
【0010】空調用エアーフィルターまたは熱水フィル
ターなど高温使用に耐える必要のある用途には耐熱性だ
けではなく、強力も必要とする場合が多く、延伸して芯
成分の強力を向上させて繊維全体の強力向上をはかるこ
とが好ましい。従って本発明に用いる複合繊維は少なく
とも1.5倍以上に延伸したステープル繊維、抄紙用短
繊維、マルチフィラメントおよびモノフィラメントの形
が都合よく、エレクトレットフィルターなど帯電機能を
要す分野では帯電特性に悪影響を与える繊維処理剤を使
用しなくてもよいスパンボンドまたはメルトブロー手法
によって繊維化させるのが好ましい。またステープル繊
維を用いた場合は、繊維処理剤を水洗除去可能なスパン
レース不織布の形であってもよい。
【0011】本発明に用いる繊維は、PB−1を鞘成分
とする芯鞘型複合繊維が最も好ましいが、芯成分が偏心
し、繊維表面に芯成分が繊維表面の40%以下を占める
程度であれば露出していてもよく、また芯成分が複数に
分かれた多芯型であってもよい。芯成分と鞘成分の繊維
断面に占める面積複合比は70:30〜20:80が好
ましい。また繊維断面は、外形が円もしくは角の丸い多
角形またはT型、十型の異形断面であってもよく、繊維
中心部が空洞の中空型であってもよく、その繊度は0.
5〜100デニールである。
【0012】本発明でいう繊維集合物とは、不織布、
紙、フェルト、固綿、織編物、紡績糸、フロッキー加工
品などを言い、本発明に用いる複合繊維が30重量%以
上含まれていれば熱接着性繊維として有効であり、帯電
繊維として使用する場合は50重量%以上含まれている
のが好ましい。
【0013】本発明に用いる芯鞘型熱接着性複合繊維を
少なくとも30重量%と、この繊維の鞘成分であるポリ
ブテン−1の融点より高い融点を持つ他の繊維とが混合
され、少なくとも鞘成分のポリブテン−1で溶融接着さ
れ、一体化されている繊維集合物が好ましい。
【0014】エレクトレット化する繊維集合物として
は、本発明に用いる芯鞘型複合繊維100重量%からな
り、少なくとも鞘成分のポリブテン−1で溶融接着さ
れ、一体化されており、且つ少なくともポリブテン−1
が帯電していることを特徴とする繊維集合物である。ま
た、本発明に用いる芯鞘型複合繊維が50重量%以上
と、ポリオレフィンを繊維表面とするポリオレフィン系
繊維が50重量%を超えない範囲で混合され、少なくと
も鞘成分のポリブテン−1で溶融接着され、一体化され
ており、且つ少なくともポリブテン−1が帯電している
ことを特徴とする繊維集合物である。
【0015】本発明に用いる繊維を帯電繊維(エレクト
レット繊維)として用いる時は、帯電寿命を長くするた
め、繊維処理剤を用いずとも繊維集合物化できるスパン
ボンドもしくはメルトブロー手法で繊維化するのが最も
好ましく、易水溶性繊維処理剤を用いたステープルをス
パンレース手法で繊維集合物化して繊維処理剤を除去し
たものでもよく、その後PB−1の融点Tmより10℃
低い温度以上の温度下で直流高電圧下に置き、負の電荷
に帯電させ、急冷するとエレクトレット化でき都合がよ
い。
【0016】尚、この場合エレクトレット化する本発
に用いる繊維はもちろんであるが混綿する他の繊維も全
て,エレクトレット化の妨げになる界面活性剤などの帯
電防止剤が付着していてはならない。
【0017】他の繊維と混綿もしくは混層して用いる時
は、他の繊維は電気絶縁性繊維、例えばポリエチレンな
どのポリオレフィンを鞘成分とする熱接着性複合繊維、
ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンなどのポリオ
レフィンを繊維表面とするポリオレフィン系繊維が都合
よく、該ポリオレフィン繊維は単一成分繊維および複合
繊維のいずれであってもよい。
【0018】本発明のエレクトレット化繊維集合物は、
補強もしくはプレフィルターまたは精密濾過フィルター
としての機能を持つ熱接着性繊維を含む繊維集合物が熱
接着されていることも好ましく、これらは本発明に用い
る繊維がエレクトレット化される前もしくはエレクトレ
ット化工程と同時に熱接着することができる。
【0019】
【発明の作用】本発明の繊維集合物に用いるPB−1
は、Q値が3未満と小さいため、溶融紡糸時、適度なバ
ラス効果を生じ紡糸しやすいと共に延伸性が付与され、
ステープル繊維などの熱接着性繊維として用いるときは
芯成分をPB−1と共に延伸できるため未延伸繊維より
も高強力で低伸度の繊維となすことができ、且つ細繊度
の繊維を得ることができる。
【0020】本発明に用いる繊維は、PB−1を熱接着
成分としているため、熱接着加工温度は汎用されている
ポリエチレンを熱接着成分としているポリエチレン系熱
接着繊維と全く同様の135〜150℃であるにもかか
わらず、従来のポリエチレン系熱接着繊維に比べ約30
℃高い100℃前後の温度で耐熱フィルターまたは耐熱
水フィルターなどとして常用可能である。
【0021】またPB−1は、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンに比べ側鎖が長いため分極しやすく、且つ融点も
115〜130℃と汎用の熱加工機が使える温度で、ポ
リメチルペンテンの様に高融点でないため、汎用のエレ
クトレット素材として最適であり、高融点の芯成分を用
いているため熱接着加工しても、繊維形態を保つことが
できるので、熱風中で熱接着させながら帯電処理すると
一工程で優れたエレクトレット不織布を得ることができ
る。
【0022】
【実施例】表1に本発明に用いる繊維の実施例及び比較
例を示す。表1に示す組み合わせで同芯型芯鞘複合繊維
を複合比50:50で溶融紡糸し、未延伸糸とした。こ
の時融着糸の有無も評価し、無(◎)、実用上ない程度
有(〇)、有(×)とした。この未延伸糸を95〜98
℃の沸水中もしくは80℃熱水中で延伸し、この時単繊
維切れを生じない最大延伸倍率を測定した。この延伸糸
に易水溶性の繊維処理剤を付与してスタフィングボック
スで機械捲縮加工を行った後100℃のコンベア型熱風
貫通型乾燥機を用いて乾燥し、51mmに切断してステ
ープル繊維とした。このステープル繊維をローラーカー
ドを用いて開繊し、60g/m目付のウェッブとな
し、140℃熱風貫通型熱加工機で2分間処理して熱接
着不織布とし、5cm幅の不織布サンプルを用い、常温
および80℃雰囲気中での不織布の破断強伸度を測定
し、結果を表1に示す。
【0022】この延伸糸に易水溶性の繊維処理剤を付与
してスタフィングボックスで機械捲縮加工を行った後1
00℃のコンベア型熱風貫通型乾燥機を用いて乾燥し、
51mmに切断してステープル繊維とした。このステー
プル繊維をローラーカードを用いて開繊し、60g/m
2 目付のウェッブとなし、140℃熱風貫通型熱加工機
で2分間処理して熱接着不織布とし、5cm幅の不織布
サンプルを用い、常温および80℃雰囲気中での不織布
の破断強伸度を測定し、結果を表1に示す。
【0023】上記の本発明に用いる繊維の実施例1の繊
維と2デニールのポリプロピレンステープルを各50重
量%混綿して上記と同様にして不織布となし、80℃で
の破断強伸度を測定したところ2.5kgで70%であ
った。
【0024】この実施例1の繊維を用いて60g/m
目付のウェッブとなし、50kg/cmの圧力水でス
パンレース処理し、60℃の新鮮真水浸漬−遠心脱水を
20回繰り返した後、100℃乾燥機で乾燥して先に付
着した繊維処理剤を完全に除去した脱脂不織布とした。
この不織布を140℃雰囲気中で45kvのマイナス印
加を1時間行い、そのまま常温に冷却したところ10k
vの静電気であり、1週間後も4kvの値を示した。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明に用いる複合繊維は、フィルター
向き不織布もしくはモールド型カートリッジフィルター
用の熱接着繊維として使用すれば熱接着が150℃以下
でも十分可能なため、通常の熱接着加工機で接着加工で
き、且つ連続使用可能温度が従来の熱接着繊維を用いた
ものより約30℃高い100℃前後となり、従来汎用熱
接着繊維を用いることができず、樹脂加工品が用いられ
てきた暖房用エアーフィルターあるいは熱水用カートリ
ッジフィルターなどの分野にリントフリー性の高いフィ
ルターを供給でき、本発明の繊維集合物からなるエレク
トレット不織布は、従来使用されてきたポリプロピレン
繊維のエレクトレット不織布に替え得るものであり、他
の繊維素材と組み合わせることで、より性能のアップし
たフィルターを供給でき好都合である。
【0027】

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Q値(重量平均分子量/数平均分子量の
    比)が3未満、メルトインデックス(MI:g/10
    分、測定温度190℃、加重2.169kg、JIS−
    K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密度
    (Dg/cm)を0.905≦D<0.930、融点
    (Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン−
    1を鞘成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦30
    0の繊維成形性熱可塑性ポリマを芯成分としている芯鞘
    型複合繊維100重量%からなり、少なくとも鞘成分の
    ポリブテン−1で溶融接着され、一体化されており、且
    つ少なくともポリブテン−1が帯電していることを特徴
    とする繊維集合物。
  2. 【請求項2】 Q値(重量平均分子量/数平均分子量の
    比)が3未満、メルトインデックス(MI:g/10
    分、測定温度190℃、加重2.169kg、JIS−
    K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密度
    (Dg/cm)を0.905≦D<0.930、融点
    (Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン−
    1を鞘成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦30
    0の繊維成形性熱可塑性ポリマを芯成分としている芯鞘
    型複合繊維が50重量%以上と、ポリオレフィンを繊維
    表面とするポリオレフィン系繊維が50重量%を超えな
    い範囲で混合され、少なくとも鞘成分のポリブテン−1
    で溶融接着され、一体化されており、且つ少なくともポ
    リブテン−1が帯電していることを特徴とする繊維集合
    物。
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